/
0/5

0 avis

Couplage de méthodes d'éléments finis standards (FEM) et ondulatoires (WFEM) pour le calcul de la réponse vibratoire d'une voie ferrée


Type de document : Thèse
Langue : français

Responsabilité(s) :


Responsabilité(s) secondaire (s) :
Université de soutenance : Université de Technologie de Compiègne

Numéro national de thèse : 2017COMP2372

Année de publication : 2017


Discipline : Mécanique Avancée : Unité de recherche en Mécanique - Laboratoire Roberval (UMR-7337)

Sujets :


Mots clés :

Résumé(s) :

  • La prédiction du bruit de roulement ferroviaire est en enjeu majeur pour la maitrise des nuisances sonores. Au point de contact roue/rail, la roue et la voie sont excités de manière dynamique, ce qui enclenche le rayonnement du bruit de roulement. Les réponses vibratoires au point de contact ainsi que les taux de décroissance des ondes sont des données primordiales pour simuler de manière précise le bruit de roulement. Or, la dimension infinie de la voie ferrée conduit bien souvent à des modèles éléments finis coûteux et non adaptés à la recherche de solutions innovantes. La thèse a pour objectifs de proposer un modèle vibratoire de voie en éléments finis qui prenne en compte la dimension infinie périodique de la voie, mais aussi d inclure une portion de voie non-périodique sur laquelle des solutions anti-vibratiles peuvent être testées. La propagation des vibrations est exprimée sous la forme d une décomposition en ondes par la méthode WFE (Wave Finite Element). Le calcul de la réponse vibratoire de la voie périodique infinie est obtenu à partir du déplacement d une cellule physique longue d environ 0.6 m. Pour réduire les temps de calcul nécessaires à sa condensation dynamique, une méthode de bi-périodisation est proposée. Le couplage entre les méthodes éléments finis et WFE est développé pour prendre en considération les supports élastiques dans cette cellule. Les comparaisons avec des mobilités expérimentales ainsi que des taux de décroissance montrent un très bon accord calculs-mesures. Enfin, le modèle développé dans cette thèse a permis de tester l efficacité d une solution anti-vibratile innovante développée au sein du projet CERVIFER. Celle-ci offre un comportement bi-mode, elle assouplit les supports autour de la roue préservant ainsi l infrastructure, mais elle rigidifie les supports loin de la roue pour augmenter les taux de décroissance. Les résultats numériques se révèlent prometteurs en termes d efficacité du dispositif et entrevoient une poursuite du développement de cette solution anti-vibratile.
  • Railway noise is a critical issue concerning environmental noise. At the wheel/rail contact point, both the wheel and the track are dynamically excited and vibrate together to emit the well known rolling noise. The point receptance of the rail and the track decay rates are important quantities to accurately predict wheel-rail noise emission. However, the infinite dimension of the track leads to cumbersome numerical finite-element (FE) models and not adapted to assist the research of innovative solutions. The goals of this thesis are to build an efficient numerical model for calculating the vibration from an infinite railway track, but also to include a central non-periodic part with the aim of testing anti-vibration solutions. The vibration propagation along the track is expressed as a sum of different waves using the WFEM (Wave Finite Element Method). The displacements of a 0.6 m unit cell lead to the computation of the whole track. To reduce the dynamic condensation of this cell, a bi-periodic method is proposed in this thesis. The FEM - WFEM coupling is proposed to easily include elastic supports inside the unit cell. Results show a good correlation between test and calculation. Finally, the model proposed in this thesis was used to test the efficiency of an innovative anti-vibration solution developed within the CERVIFER project. It is a dual mode device which makes the supports softer around the wheel to protect the infrastructure, and stiffer away from the wheel to increase the track decay rates. The numerical results revealed to be really promising, and they will permit to pursue the development of this anti-vibration solution.

Autre(s) titre(s):

  • Titre traduit : Coupling of the Finite Element (FE) and Wave Finite Element (WFE) method to compute the vibrationnal response of a railway track


  • Voir le document
  • Consulter en ligne

    Suggestions

    Du même auteur

    Formulation variationnelle par équations intégrales pour le rayonnement acoustique en présence d'un écoulement non-uniforme  | Ben Tahar, Mabrouk. Docteur

    Formulation variationnelle par équations intégrales pour le rayonnement acoustique en présence d'un écoulement non-uniforme / Ben Tahar, Mabrouk. Docteur - UTC, 1991

    Nous présentons, dans ce travail, une nouvelle formulation variationelle par équations intégrales pour l'étude du rayonnement acoustique en présence d'un écoulement non uniforme. Cette formulation est basée sur la prise en compte ...

    Source : Ressources électroniques

    THES|THES

    Formulation variationnelle par équations intégrales pour le rayonnement acoustique en présence d'un écoulement non-uniforme | Ben Tahar, Mabrouk (19..-....). Auteur

    Formulation variationnelle par équations intégrales pour le rayonnement acoustique en présence d'un écoulement non-uniforme / Ben Tahar, Mabrouk (19..-....). Auteur - [éditeur inconnu], 1991

    Nous présentons, dans ce travail, une nouvelle formulation variationelle par équations intégrales pour l'étude du rayonnement acoustique en présence d'un écoulement non uniforme. Cette formulation est basée sur la prise en compte ...

    Source : Catalogue

    On a coupling between the Finite Element (FE) and the Wave Finite Element (WFE) method to study the effect of a local heterogeneity within a railway track | Hamdi, Mohamed Ali

    On a coupling between the Finite Element (FE) and the Wave Finite Element (WFE) method to study the effect of a local heterogeneity within a railway track / Hamdi, Mohamed Ali - Ben Tahar, Mabrouk - Gras, T. - Tanneau, O. - Beaubatie, L. - Elsevier, 2018

    Railway rolling noise is the main source of noise from trains at speeds below about 300 km/h. At the wheel–rail contact area, the track and the wheel are dynamically excited and vibrate together to emit the well-known rolling nois...

    Source : Ressources électroniques

    EXTR|EXTR

    Du même sujet

    Synthèse acoustique d'un module de ventilation automobile | Legros, Maxime (19..-....). Auteur

    Synthèse acoustique d'un module de ventilation automobile / Legros, Maxime (19..-....). Auteur, 2016

    La problématique de la qualité sonore à l'intérieur de l'habitacle est importante dans le domaine de l'automobile, particulièrement dans le cas des véhicules haut de gamme. La réduction du bruit des motorisations thermiques et l'é...

    Source : Ressources électroniques

    THES|THES

    Contribution à l'étude du bruit acoustique d'origine magnétique en vue de la conception optimale de machines synchrones à griffes pour application automobile | Tan-Kim, Antoine (19..-....). Auteur

    Contribution à l'étude du bruit acoustique d'origine magnétique en vue de la conception optimale de machines synchrones à griffes pour application automobile / Tan-Kim, Antoine (19..-....). Auteur, 2015

    Cette thèse porte sur la simulation et la réduction du bruit acoustique d origine magnétique des alternateurs à griffes ainsi que sur la compréhension des phénomènes mis en jeu dans la génération du bruit. La structure, les différ...

    Source : Ressources électroniques

    THES|THES

    Outil d'aide à la conception d'un traitement acoustique basé sur des matériaux poreux pour la réduction du bruit de soufflante | Chan, Charles (19..-....). Auteur

    Outil d'aide à la conception d'un traitement acoustique basé sur des matériaux poreux pour la réduction du bruit de soufflante / Chan, Charles (19..-....). Auteur, 2015

    Le besoin permanent de réduire le bruit des moteurs d avion constitue un véritable engouement pour le développement de nouveaux traitements acoustiques. Les traitements traditionnels de type résonateur continuent d être utilisé et...

    Source : Ressources électroniques

    THES|THES

    Chargement des enrichissements...

    Avis des lecteurs